《生物化学（第二版）》第13章酸碱平衡

第十三章酸碱平衡导言机体每天在代谢过程中会不断地产生大量的酸性物质和少量的碱性物质，还会有一定数量的酸性和碱性物质随食物或药物进入体内。机体体液的pH值会发生改变吗？一般情况下，机体使体液pH维持在恒定范围内的过程称为酸碱平衡酸碱平衡对于机体维持正常的新陈代谢有重要意义标题第一节体内酸碱物质的来源1第二节酸碱平衡的调节2第三节酸碱平衡失常3第四节自测题4第一节体内酸碱物质的来源食物二氧化碳关键词内容有机酸药物机体代谢联想质疑生活中，很多人都喜欢吃口感有点酸的西红柿、桔子。它们是成酸性食物，还是成碱性食物？进入人体的成酸性食物或成碱性食物会改变人体体液的酸碱度吗？一、机体物质代谢产生的酸性物质（一）挥发性酸（碳酸）正常成人每日产生300~400L的CO2，CO2主要在红细胞内碳酸酐酶的催化下与水结合生成碳酸，碳酸随血液循环运至肺部后重新分解成CO2并排出体外（二）固定酸（非挥发性酸）体内的糖、脂类、蛋白质及核酸在分解代谢过程中还产生一些有机酸及无机酸（如丙酮酸、乳酸、β羟丁酸、乙酰乙酸、尿酸等有机酸以及磷酸、硫酸等无机酸），经肾随尿排出体外。正常人每天产生的固定酸仅为50〜90mmol左右（三）食物或药物机体在物质代谢过程中还可产生小量的碱性物质；碱性物质主要来源于食物中的蔬菜和水果；某些药物(抑制胃酸的药物碳酸氢钠)二、碱性物质的来源（一）机体摄取食物或药物机体从饮食中可直接获得一些碱性物质，如水果、蔬菜是成碱食物，其中含丰富的有机酸盐（如苹果酸、柠檬酸的钠盐和钾盐），代谢后使体内碱性物质含量增加，是体内碱性物质的主要来源。一些药物是碱性的。如小苏打（NaHCO3）、氢氧化铝、苯妥英钠、乳酸钠等。（二）机体代谢产生碱性物质体内物质代谢可产生少量的碱性物质，如氨基酸分解代谢产生的NH3、胺类链接成碱食物与成酸食物食物的成酸、成碱作用是指摄入的某些食物经过消化、吸收、代谢后变成酸性或碱性的代谢残余物，相应的食物即为成酸食物或成碱食物。成酸食物通常含有较丰富的蛋白质、脂肪和糖类。在体内代谢后转化为酸性物质，可降低血液的pH值。一般而言，富含蛋白质的动物性食物如肉类、蛋类、鱼虾类及其制品都属于成酸食品。

成碱食物通常是指含钾、钠、钙、镁较多的水果、蔬菜，其中含丰富的有机酸盐（如苹果酸、柠檬酸的钠盐和钾盐），其有机酸根部分在体内可彻底氧化成CO2和H2O，然后排出体外。余下的Na+、K+则可与HCO3－组成NaHCO3、KHCO3，使体内碱性物质含量增加。所以，水果、蔬菜属于成碱食物

第二节酸碱平衡的调节

1血液的缓冲作用23肾在调节酸碱平衡中的调作用肺对酸碱平衡的调节作用无论是体内代谢产生的还是由体外进入的酸性或碱性物质，都要进入血液并被血液缓冲体系缓冲血液缓冲体系与肺、肾对酸碱平衡的调节相联系，但以血液缓冲体系最为重要一、血液的缓冲作用

（一）血液的缓冲体系

点击添加文本点击添加文本血浆的缓冲体系有

（一）血液的缓冲体系

K2HPO4/KH2PO4

K-Hb/H-HbK-HbO2/H-HbO2红细胞的缓冲体系包括KHCO3/H2CO3

全血中各缓冲体系的缓冲能力的比较缓冲体系占全血缓冲能力的百分比(%)血浆碳酸氢盐35血浆蛋白质7有机磷酸盐3无机磷酸盐2HbO2和Hb

35红细胞碳酸氢盐18在血浆缓冲体系中以碳酸氢盐缓冲体系最为重要,在红细胞缓冲体系中以血红蛋白及氧合血红蛋白缓冲体系最为重要血浆中NaHCO3与H2CO3浓度的比值，正常条件下，两者比值为20/1通过改变呼吸频率及深度来调节CO2的排出量，从而调控血液中的H2CO3的含量，以维持酸碱平衡肺的呼吸运动受血液的二氧化碳分压和pH的影响。当PCO2增高，pH降低时，呼吸加深，加快，排出CO2增多，血液中H2CO3的含量下降二、肺对酸碱平衡的调节作用在临床上密切观察病人的呼吸频率和呼吸深度具有重要意义三、肾在调节酸碱平衡中的调作用1（一）NaHCO3的重吸收2（二）尿液的酸化.3（三）泌NH3作用（一）NaHCO3的重吸收肾小管上皮细胞富含碳酸酐酶（CA），可催化CO2和H2O反应生成H2CO3。H2CO3解离成H+和HCO3-，H+被分泌至管腔，与原尿中的Na+进行交换（即H+-Na+交换），原尿中的Na+进入肾小管上皮细胞，与HCO3-一起被吸收入血，重新结合生成NaHCO3，以补充缓冲固定酸所消耗的NaHCO3。分泌进入小管液中的H+与小管液中的HCO3-结合生成H2CO3，H2CO3再分解为CO2和H2O，CO2可扩散进入肾小管细胞再利用（图13-2）。通过上述过程，肾小球滤过的NaHCO3绝大部分被重吸收。(二)尿酸的酸化

在正常血液pH值条件下，Na2HPO4/NaH2PO4缓冲对的比值为4:1，但终尿中这一比值变小，尿中排出NaH2PO4增加，尿液pH值降低，这一过程称为尿液的酸化（三）泌NH3作用肾小管上皮细胞有泌NH3作用

NH3主要来源于血液转运的谷氨酰胺(占60%)，在谷氨酰氨酶的催化下可分解为谷氨酸和NH3；另一部分NH3则来源于肾小管细胞内氨基酸的脱氨基作用(占40%)第三节酸碱平衡失常（二）代谢性碱中毒（三）呼吸性酸中毒（四）呼吸性碱中毒（一）代谢性酸中毒酸碱平衡失常的基本类型案例13-1某糖尿病患者，入院时呈昏迷状态，呼吸深大，呼气中有烂苹果气味。实验室检查：血糖10.1mmol/L、血pH7.136、β-羟丁酸1.0mmol/L、PCO230mmHg、PO275mmHg、HCO3-9.9mmol/L；尿糖阳性，尿酮体阳性。请问：1．该患者体内发生了哪种类型的酸碱平衡失常？

2．机体是如何进行代偿调节的？(一)代谢性酸中毒

血浆NaHCO3浓度原发性下降酸性物质产生过多，见各种原因引起的缺氧，如乳酸酸中毒肾脏排酸保碱功能障碍，如肾功能衰竭碱性物质丢失过多，如严重腹泻代谢性酸中毒，血中H+浓度升高，刺激呼吸中枢，呼吸加深、加快，CO2排出增多；同时，肾的泌H+、泌NH3作用及NaHCO3的重吸收作用加强。依据血pH是否正常可分为代偿性与失代偿性(二)代谢性碱中毒

各种原因引起的血浆NaHCO3浓度原发性升高

多见于胃酸大量丢失，如剧烈呕吐等；大量使用利尿剂等患者，血浆NaHCO3浓度升高，H+浓度减低，呼吸中枢受到抑制，呼吸变浅、变慢，CO2排出减少；同时，肾的泌H+及泌NH3作用减弱，NaHCO3随尿排出增加。也可分为代偿性与失代偿性(三)呼吸性酸中毒血浆的H2CO3浓度原发性升高一般与肺呼吸功能下降有关。常见于呼吸道梗阻，如喉痉挛等；肺部疾患,如肺水肿、肺炎等；胸部损伤，如创伤等；呼吸中枢抑制，如麻醉药使用过量(四)呼吸性碱中毒血浆H2CO3浓度原发性下降精神性过度通气，是常见原因，如癔症发作患者；甲亢；进入高原、高空等，由于缺氧时肺通气过度造成CO2排出过多；使用人工呼吸过度二、判断酸碱平衡的生化指标血液pH二氧化碳分压二氧化碳结合力标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐

（一）血浆pH值

1正常人血浆pH值为7.35～7.45，平均为7.402pH值>7.45为碱中毒;pH值<7.35为酸中毒

(二)血浆二氧化碳分压(PCO2)

指物理溶解于血浆中的CO2所产生的张力正常范围为4.5～6.0kPa,平均为5.3kPa血浆PCO2是衡量肺泡通气量的良好指标PCO2降低(﹤4.5kPa)表示肺通气过度,CO2排出过多,为呼吸性碱中毒;PCO2升高(﹥6.0kPa)表示肺通气不足,有CO2蓄积,为呼吸性酸中毒

(三)血浆二氧化碳结合力(CO2-CP)

是指25℃、PCO2=5.3kPa时,每升血浆中CO2毫摩尔数(mmol)数正常参考范围为23～31mmol/L,平均为27mmol/L代谢性酸中毒时血浆CO2-CP降低;代谢性碱中毒时CO2-CP升高（四）标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐1AB是指在隔绝空气的条件下取血分离血浆,测得血浆中HCO3-的实际含量。2SB是全血在标准条件下测定的血浆中HCO3-的含量

AB平均为24mmol/L。正常时，SB=AB若AB﹤SB，提示CO2排出过多，为呼吸性碱中毒若AB﹥SB，提示体内有CO2蓄积，为呼吸性酸中毒若AB=SB且二者均降低，提示为代谢性酸中毒若AB=SB且二者均增高，为代谢性碱中毒案例13-1分析1．该患者体内发生了代谢性酸中毒。患者因糖尿病导致糖利用障碍，脂肪动员加强，肝内酮体（主要是乙酰乙酸、β-羟丁酸）生成过多，超过了肝外组织的利用能力，引起酮血症、酮尿症。血中酮体经NaHCO3缓冲，使NaHCO3浓度降低，发生代谢性酸中毒。2．机体通过肺加深、加快呼吸，增加CO2排出量，使血浆H2CO3浓度降低；同时，肾的泌H+、泌NH3作用加强，增加NaHCO3的重吸收，使血浆NaHCO3浓度升高。通过调节，血浆NaHCO3/H2CO3浓度的比值仍<20/1，血PH<7.35（7.136），为失代偿性代谢性酸中毒。第四节自测题一、名词解释1．酸碱平衡2．固定酸与挥发性酸

3．碱储4．二氧化碳分压二、单项选择题1．体内酸性物质主要来源于（）A．食物的消化吸收B．某些酸性药物C．糖异生作用D．糖、脂肪、蛋白质等物质的分解E．蔬菜、水果中含有的有机酸钠盐和钾盐2．正常人血浆中[NaHCO3]与[H2CO3]浓度的比值是（）A．15/1B．20/1C．1/20D．1/10E．30/13．当体液酸碱平衡失常时，首先发挥调节作用的是（）A．血液的缓冲体系B．肺C．肾D．红细胞E．肌肉和骨骼等组织4．碱储是指血浆中的：（）A．NaHCO3B．KHCO3C．Na2HPO4

D．NaH2PO4